西门子安全 PLC 钝化故障是怎么回事？

一、核心概念：钝化与去钝化的安全逻辑

1. 钝化：故障安全的 "自我锁定" 机制

钝化是西门子安全 PLC（如 S7-1200F、S7-1500F、S7-400H、S7-300）的核心安全设计，其底层依托双处理器冗余架构实现：故障安全信号模块内置两个独立处理器，二者实时互相监视、自动检测 I/O 电路，当识别到风险时，立即将模块切换至预设安全状态，本质是通过切断危险输出、提供可靠替代值，避免故障扩散引发安全事故，完全符合 ProfiSafe 安全规范要求。

钝化触发的四大场景：

钝化状态的典型特征：

• 输出模块强制切断物理输出（等效输出 “0”），即使程序中置位输出地址仍无信号；
•  

• 输入模块（F_DI）向安全程序提供预设替代值 “0”，模拟量模块（F_AI）默认保持最后值（SUBS_ON=1 时输出 SUBS_V 替代值）；

• 可通过 F-IO DB 变量识别：PASS_OUT=1 且 QBAD=1 表示模块已钝化（需在编译硬件组态后，由安全系统自动创建对应 F-IO DB）。

2. 去钝化：故障修复后的 "状态复位"

当钝化触发源消除后，需用户对模块状态进行确认，使模块恢复正常工作的操作称为去钝化（重新集成）。其核心是向 F 模块发送 ACK_REI 脉冲信号，应答 “故障已排除” 的请求（此时 F-IO DB 中 ACK_REQ=1），最终实现模块从提供故障安全值（0）切换至过程值，输出状态重新由过程映像区地址控制，输入过程映像区地址提供实际信号状态。

二、三大去钝化方法：从手动到全局批量操作

去钝化前置操作：故障排查与修复

在执行去钝化前，需先完成硬件故障排查，确保触发源彻底消除：

1. 检查 PROFIsafe 网络连接质量，排查通信链路稳定性；

2. 检测电源电压是否正常，排除供电异常导致的假性故障；

3. 核对硬件接线，确认无断线、交叉接线等问题；

4. 检查模块本身硬件质量，必要时更换故障模块。
5.  

1. 基础手动法：CFC 在线直接操作（试验专用）

适用于单通道 / 小批量钝化的调试场景，通过在线修改信号实现脉冲触发：

1. 在 TIA Portal 或 STEP7 中使 CFC 程序在线；

2. 定位目标 F 模块的驱动块（如 F_CH_XX），将 ACK_REI 引脚置 1 后迅速置 0，生成触发脉冲；

3. 观察 F-IO DB 中 QBAD 是否复位为 0，确认操作生效。
4.  

风险提示：多通道操作效率极低，误操作可能引发 F_ShutDown（安全停机），严禁维护阶段使用。

2. 硬件交互法：钥匙按钮强制确认（无上位机场景）

针对无 HMI 的独立系统，通过物理硬件实现权限可控的去钝化：

• 硬件配置：在操作台安装带钥匙的按钮（控制权限）和指示灯（钝化提示）；
•  

• 逻辑设计：

1. 将所有 F 模块的 ACK_REQ 信号 “或运算” 后驱动指示灯，提示需去钝化；
2.  

2. 按钮信号经 F_DI 模块接入，通过 F_BO_FBO 转换块（标准信号→安全信号）连接至各驱动块的 ACK_REI 引脚；
3.  

3. 特殊处理：将按钮所在通道的 ACK_REQ 反向接入自身 ACK_REI，避免按钮通道钝化导致功能失效。
4.  

3. 系统集成法：上位机批量控制（PCS7/S7-1500F 优选）

适合大型系统的批量去钝化，分单模块确认和全局复位两种方案：

单模块复位：

单模块复位：

三、实战关键：前提条件与安全规范

1. 操作前提三要素

1. 故障已彻底修复：完成 PROFIsafe 网络、电源、接线、模块硬件的全维度排查；
2.  

2. 状态确认：F-IO DB 中 ACK_REQ=1（故障解除），QBAD=1（仍处钝化）；
3.  

3. 程序合规：去钝化逻辑必须写入安全程序块（优先写入 MAIN_FFB），禁止脱离安全框架操作。
4.  

2. 参数优化与风险防控

• 减少人工干预：设置 ACK_NEC=0，避免通道断线后需人工确认去钝化；
•  

• 模拟量安全配置：F_AI 模块设 SUBS_ON=1，故障时输出 SUBS_V 替代值（而非保持原值）；
•  

• 网络安全：全局去钝化需通过防火墙隔离 HMI 与 PLC，防止非法操作。
•  

四、典型误区与解决方案

1. 新模块插拨后无输出：未执行去钝化，需通过 ACK_REI 脉冲激活；

2. ACK_REQ 始终为 0：故障未真正消除，需重新检测硬件接线、PROFIsafe 通信及模块硬件质量；
3.  

4. 全局复位失效：检查 ACK_GL 指令是否关联安全 DB，触发信号是否为上升沿；
5.  
6. 无法读取 F-IO DB 变量：未完成硬件组态编译，需先编译组态让安全系统自动生成 F-IO DB。